КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2003 года по МПК F16L51/00 F16L27/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в агрегатах, содержащих трубопроводы, при монтаже которых возможна индивидуальная подгонка в местах содержания труб без механической обработки и сварки. Одновременно данное изобретение позволяет исключить напряжение в металлоконструкциях, возникающих при монтаже, за счет суммирования допусков при изготовлении и тепловых деформациях при эксплуатации агрегата.

Известно устройство для соединения труб, содержащее шаровые шарниры и телескопические центральные секции с уплотнительными элементами, которое обладает тремя степенями свободы (см. патент США 3427051, MПК F 16 L, 27/12, 1969г.).

Известно шарнирное компенсирующее устройство для трубопроводов, содержащее корпус с внутренней сферической поверхностью, упор с внешней сферической поверхностью, сферический шарнир и уплотнительные элементы. Сферические поверхности упора выполнены с осевым эксцентриситетом, позволяющим соединять трубы с незначительной несоосностью (см. авт. свидетельство СССР 1035326, кл. F 16 L 51/00, F 16 L 27/04, 1983 г.), взято за прототип.

Недостатками прототипа являются:
- сложность настройки упора, расположенного между сферическими поверхностями шарнира;
- ограниченные возможности регулирования при несоосности соединяемых труб;
- невозможность компенсации перемещений труб в осевом направлении.

Технической задачей данного изобретения является устранение отмеченных выше недостатков с одновременным обеспечением компенсаций осевых перемещений, возникающих при температурных деформациях в процессе эксплуатации агрегата.

Технический результат достигается тем, что в компенсирующем устройстве для трубопроводов, содержащем сферический шарнир, взаимодействующие части которого снабжены патрубками, стыковочные узлы, например фланцы, и детали для обеспечения плоско-параллельного перемещения, патрубки на взаимодействующих частях сферического шарнира установлены с эксцентриситетом их осей, на одном из них установлен подвижный цилиндр, на котором выполнен стыковочный узел (фланец), соосный с патрубком без цилиндра, причем последний снабжен фиксатором перемещения.

На фиг.1 изображена конструкция компенсирующего устройства, фиг.2 поясняет операции соединения несоосных трубопроводов.

Компенсирующее устройство содержит часть (корпус) 1 с наружной сферической поверхностью, патрубок 2 с фланцем 3, часть (корпус) 4 с внутренней сферической поверхностью, патрубок 5, цилиндр 6 с фланцем 7 и фиксатором 8, упор 9, гайку 10, уплотнительные кольца 11, 12. Сферические поверхности выполняются из центра О радиусами R₁ и R₂. Ось T₁ патрубка 2 и фланца 3 проходит через центр О, ось Т₂ патрубка 5 и цилиндра 6 смещена относительно центра О на величину Δ₁, ось Т₃ фланца 7 смещена относительно T₂ на величину Δ₂ и проходит через центр О. Величины смещений Δ₁ и Δ₂ равны. Герметизация подвижных соединений (сферических и цилиндрических поверхностей) осуществляется уплотнительными кольцами 11, 12. Цилиндр 6 имеет возможность осевого перемещения на величину К до упора в фиксатор 8, упор 9 опирается на сферическую поверхность R₁ корпуса 1. Поджатие гайки 10 обеспечивает контакт упора 9 с корпусом 4 по поверхности П. Отсутствие зазора по торцам П обеспечивает расчетную величину зазора h, гарантирующего работоспособность уплотнения 11.

Фиг. 2 поясняет операции соединения трубопроводов с помощью описываемого устройства. При вращении патрубка 5 по сфере относительно центра О происходит вращение оси Т₂ относительно оси T₁ радиусом R₃, равным смещению Δ₁. При вращении цилиндра 6 относительно оси Т₂ ось Т₃ фланца 7 описывает окружность радиусом R₄, равным смещению Δ₂. В результате вращении патрубка 5 и цилиндра 6 ось Т₃ фланца 7 описывает окружность радиусом R₅, равным сумме смещений Δ₁ и Δ₂ относительно центра О (оси T₁).

Таким образом, получена возможность соединения трубопроводов с несоосностью их осей в пределах площади круга с радиусом, равным сумме смещений Δ₁ и Δ₂, осевого смещения фланцев 3 и 7 на величину К и перекоса фланца 3 относительно фланца 7 вращением его относительно центра О.

Применение предлагаемого компенсирующего устройства позволяет исключить индивидуальную подгонку соединяемых трубопроводов, повысить технологичность изготовления агрегата за счет расширения допусков в системе трубопроводов, исключить напряжения в агрегате, возникающие при монтаже и эксплуатации (от температурных расширений), повысить надежность агрегата в целом.

Использование: в области машиностроения. Компенсирующее устройство содержит сферический шарнир. Взаимодействующие части последнего снабжены патрубками. Последние установлены с эксцентриситетом их осей. На одном из патрубков установлен подвижный цилиндр. На последнем выполнен стыковочный узел. Последний является соосным патрубку без цилиндра. Цилиндр снабжен фиксатором перемещения. Обеспечивается возможность компенсаций осевых перемещений. 2 ил.

Компенсирующее устройство для трубопроводов, содержащее сферический шарнир, взаимодействующие части которого снабжены патрубками, стыковочные узлы, например фланцы, и детали для обеспечения плоско параллельного перемещения взаимодействующих частей, отличающееся тем, что в нем патрубки на взаимодействующих частях сферического шарнира установлены с эксцентриситетом их осей, на одном из них установлен подвижный цилиндр, на котором выполнен стыковочный узел, соосный с патрубком без цилиндра, причем последний снабжен фиксатором перемещения.